Các nhà khoa học Mỹ đã đạt đột phá trong nghiên cứu tổng hợp hạt nhân

Các nhà nghiên cứu đã lần đầu tiên tạo ra nhiều năng lượng hơn trong phản ứng nhiệt hạch so với năng lượng được đưa vào để đốt cháy nó - một đột phá lớn trong nhiệm vụ kéo dài hàng thập kỷ.

Các nhà khoa học Mỹ đã đạt bước đột phá về nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân, hứa hẹn thúc đẩy các tiến bộ trong lĩnh vực quốc phòng và một tương lai năng lượng sạch, không giới hạn và chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, qua đó giúp hạn chế tình trạng biến đổi khí hậu.

Ngày 13/12, Bộ Năng lượng Mỹ thông báo các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) ở bang California đã lần đầu tiên tạo ra nhiều năng lượng hơn trong phản ứng nhiệt hạch so với năng lượng được đưa vào để đốt cháy nó - một đột phá lớn trong nhiệm vụ kéo dài hàng thập kỷ.

Cụ thể, họ đã bắn 192 chùm tia laser hướng đến một viên nang bằng vàng cỡ hạt đậu, chứa hai đồng vị của hydro là deuteri và triti.

Sức nóng từ những tia laser làm nổ bề mặt viên nang bên ngoài, khiến deuterium và triti bị ép lại với nhau dưới áp suất và nhiệt độ cao.

Khi đó, phản ứng tổng hợp giữa hai đồng vị hydro dẫn đến sự hình thành hạt nhân heli.

Do một hạt nhân heli nhẹ hơn so với một deuterium và một triti kết hợp lại, phần khối lượng chênh lệch sẽ được giải phóng dưới dạng các vụ nổ năng lượng.

Thí nghiệm phản ứng tổng hợp hạt nhân đã nhanh chóng đạt được cái gọi là giải phóng năng lượng nhiệt hạch bằng cách tạo ra 3,15 megajoule năng lượng sau khi tia laser truyền 2,05 megajoules tới viên nang.

Đây là thành tựu mang tính bước ngoặt trong việc tìm kiếm một nguồn năng lượng sạch, không giới hạn và chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, vốn là một phần nguyên nhân gây ra khủng hoảng khí hậu toàn cầu.

Về cơ bản, phản ứng tổng hợp hạt nhân là quá trình tạo ra nhiệt và ánh sáng từ Mặt Trời hay các ngôi sao khác.

Cụ thể hơn, nó là việc các nguyên tử nhẹ va đập vào nhau để tạo ra những nguyên tử nặng hơn, giải phóng một lượng lớn năng lượng trong quá trình này.

Tuy nhiên, theo bà Kim Budil, Giám đốc LLNL, vẫn còn một chặng đường dài phía trước khi năng lượng nhiệt hạch khả thi ở quy mô công nghiệp, cung cấp năng lượng cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.

LLNL hiện chủ yếu tập trung vào các vấn đề an ninh quốc gia Mỹ, liên quan đến vũ khí hạt nhân và thí nghiệm nhiệt hạch có thể dẫn đến việc thử nghiệm an toàn hơn kho vũ khí của quốc gia.

Nhưng những tiến bộ tại phòng thí nghiệm này cũng có thể giúp ích cho những nỗ lực tại các công ty hy vọng phát triển các nhà máy điện chạy bằng nhiệt hạch, bao gồm Commonwealth Fusion Systems, Focused Energy và General Fusion./.